柠条为豆科锦鸡儿属多年生灌木,具有耐旱、抗寒、抗高温和耐贫瘠等抗逆特性,可以保持水土、恢复生态系统功能并维持生态平衡,是1种开发潜力巨大的饲料资源[1]。柠条营养丰富,不仅蛋白质含量高、氨基酸种类丰富,还含有香豆素、类黄酮类和生物碱等功能性物质[2]。将柠条进行物理、化学、生物处理并添加到反刍动物日粮中,能够促进瘤胃发酵,调节瘤胃菌群,改善反刍动物生产性能,增强抗氧化性能和免疫功能,改善肉、奶制品品质,提高养殖经济效益[3]。文章对柠条的饲用价值、饲料化利用的方式进行论述,并探讨柠条对反刍动物生产和经济效益的影响,为解决我国饲料原料短缺的问题提供参考。1柠条的饲用价值柠条种类繁多、营养丰富,主要品种有小叶锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、矮锦鸡儿、毛刺锦鸡儿、鬼剑锦鸡儿、柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿等。柠条的蛋白质、粗脂肪和矿物元素含量较高,含有17种氨基酸,且组成较为均衡[4]。柠条中还含有香豆素、类黄酮类和生物碱等功能性物质,对动物生长具有促进作用[5]。此外,柠条还含有影响适口性的鞣酸和一些挥发性化学物质[6]。不同种类柠条的营养价值有一定差别:柠条锦鸡儿的蛋白质含量高于10%,粗脂肪含量为7%~8%;而小叶锦鸡儿的蛋白质含量可达6.58%~17.29%,酸性洗涤纤维含量约为50%~60%,中性洗涤纤维含量约为60%~70%[7]。柠条不同部位的营养价值也有一定差别,柠条锦鸡儿叶片中的粗脂肪、粗蛋白质、钙、磷含量较高,粗纤维含量较低,且均高于花与枝条[8]。柠条的干物质含量随着生育期的延续增加,在休眠期达到最高(P0.05);盛花期时蛋白质含量最高(P0.05);中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量在结实期时最低(P0.05),而在休眠期则升至最高(P0.05)[9]。柠条的营养价值还受生长年限、平茬方式、加工方式等的影响[10],因此,合理的加工调制是柠条饲料化利用的必要条件。2柠条的饲料化利用方法为改善柠条的饲用品质,提高适口性,需要对柠条进行加工调制。常见的加工调制方法有3类,主要包括物理处理、化学处理和生物处理。2.1物理处理物理处理通常为切碎、揉碎、粉碎、制粒、膨化等方法,不同处理方法对营养成分和饲料利用率均有一定影响。王聪等[11]研究揉碎处理结实期柠条的养分有效降解率、消化率、采食率,发现日增重均极显著优于切碎和粉碎方法,说明揉碎加工的饲用价值更高。付俊平等[12]研究表明,膨化可以有效降低柠条纤维类物质含量,改善适口性、提高饲用价值,且以膨化参数为压力1.0 MPa、温度170 ℃、原料含水量30%、切短2 cm的效果更好。陈亮等[13]研究表明,柠条制粒后的粗蛋白质、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量均显著高于稻草与玉米秸秆酶贮饲料,说明制粒可以提高柠条的营养物质含量。而尹强等[14]研究表明,苜蓿与柠条混合制粒可以提高柠条的饲用价值,使绵羊采食率和48 h干物质降解率分别提高37.85%和26.18%。2.2化学处理化学处理柠条通常有氨化和碱化2种方式,可以提高柠条的营养价值、降解木质素、提高适口性。姬天龙[15]研究表明,氨化处理柠条可以显著提高粗蛋白质含量,显著降低中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、半纤维素和木质素含量,从而改善柠条的利用率。赵晓莹等[16]研究表明,氨化处理可以显著提高绵羊对柠条中干物质、粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的72 h降解率,优于粉碎和碱化处理,但成本较高。2.3生物处理生物处理柠条主要有青贮和微贮2种方式,是目前应用较为广泛的处理柠条的方式。经生物处理的柠条具有酸香味,适口性与营养价值大幅提高。任余艳等[17]研究表明,柠条经青贮处理后粗蛋白质和粗脂肪含量分别提高7.84%和28.13%,纤维素、木质素和粗灰分分别降低14.76%、13.85%和29.80%。但不同生育期对柠条青贮品质有一定影响,开花期柠条青贮饲料的乳酸含量极显著高于现蕾期、结实期、果后营养期(P0.01)[18]。除直接青贮外,还可以利用添加剂进行柠条青贮,进而改善柠条青贮的营养价值和发酵品质。微贮是利用微生物发酵柠条,尹强等[14]分别使用微贮、膨化和制粒3种方式处理柠条,发现微贮的效果最佳,其干物质和中性洗涤纤维瘤胃降解率显著高于制粒(P0.05),蛋白质瘤胃降解率显著高于膨化和制粒(P0.05)。黄晓瑜等[19]使用由枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌组成的复合菌发酵柠条,发现发酵柠条的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维及纤维素含量极显著降低(P0.01),开花期与落叶期半纤维素含量显著降低(P0.05),中性洗涤可溶物含量显著增加(P0.05)。除微生物外,酶制剂发酵柠条也取得了不错的效果。成启明等[20]使用酶制剂发酵柠条和玉米秸秆,发现当柠条与玉米秸秆比例为30∶70时、酶制剂添加量为0.05%时,可意义显著降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量(P0.05),显著提高干物质采食量(P0.05),显著提高干物质、有机质和各营养指标有效降解率(P0.05)。2.4提取单宁柠条中的单宁不仅可以改善瘤胃菌群、促进瘤胃发酵、促进营养物质的吸收,还可以增强机体的抗氧化功能和免疫功能[21]。因此,对柠条中的单宁进行有效提取,也是柠条的饲料化利用方式之一。冯旭东等[22]研究表明,提取柠条中单宁的最佳工艺为提取时间40 min、提取温度50 ℃、溶剂60%丙酮、料液比1∶70(g/mL),在此条件下单宁提取率可达44.63 mg/g。3柠条在反刍动物生产中的应用3.1改善生产性能,促进营养物质吸收马吉锋等[23]分别在滩羊日粮中添加10%、15%、20%的柠条颗粒,结果表明,与添加量为10%、20%相比,日粮添加15%柠条颗粒可以显著提高日增重(P0.05);与添加量10%相比,日粮添加20%柠条颗粒可以显著提高干物质采食量(P0.05)。徐志军等[24]研究表明,以柠条青贮与精料补充料的比例为60∶40饲喂小尾寒羊公羔羊,可以使干物质采食量达1 131.11 g/d、消化率达73.45%、氮沉积量达18.33 g/d、可消化氮利用率达62.97%,表明柠条青贮可以满足羔羊对蛋白质的吸收,以精粗比为60∶40为宜。赵正伟等[25]给滩羊羔羊饲喂含20%、25%、30%、35% 3年树龄柠条的日粮,发现添加量为30%可以显著提高平均日增重(P0.05),获得较好的育肥效果。3.2促进瘤胃发酵,调节瘤胃菌群马吉锋等[26]研究表明,玉米秸秆与柠条按70∶30的比例组合可以显著提高瘤胃总挥发性脂肪酸、乙酸、丙酸的浓度(P0.05),获得较高的产气量,从而获得较好的瘤胃发酵效果。马宁等[27]在滩羊颗粒日粮中添加6%柠条,发现可以显著提高滩羊瘤胃液中的丁酸浓度(P0.05),显著降低异戊酸浓度(P0.05)。王敬尧等[28]研究表明,在杜蒙绵羊羯羊饲粮中添加2%和4%柠条单宁,对瘤胃pH值无显著影响(P0.05),但可以显著降低瘤胃氨氮浓度(P0.05),显著提高瘤胃菌体蛋白浓度(P0.05)。柠条中的单宁还可以调节瘤胃菌群平衡,丽丽[29]研究表明,在杜蒙杂交羯羊饲粮中添加4%柠条单宁,可以显著降低总细菌、白色瘤胃球菌、牛链球菌、溶纤维丁酸弧菌、厌氧真菌、产琥珀酸丝状杆菌、产甲烷菌和甲烷短杆菌数量(P0.05),显著降低瘤胃原虫数量(P0.05),显著降低瘤胃产甲烷菌的菌群丰度和群落多样性(P0.05),从而调节瘤胃菌群平衡。3.3改善屠宰性能和肉品质马吉锋等[23]研究表明,柠条颗粒日粮添加量为15%时,可以显著提高滩羊GR值、眼肌面积(P0.05),显著降低背膘厚(P0.05),显著提高系水力(P0.05);而柠条颗粒日粮添加量为20%时,可以显著提高羊肉乙酸、丁酸和戊酸含量(P0.05),显著降低异丁酸含量(P0.05),显著提高总挥发性脂肪酸含量(P0.05),从而改善肉品质的风味。马宁等[27]在滩羊颗粒日粮中添加6%柠条,发现可以显著提高滩羊背腰最长肌中的粗蛋白质、粗脂肪、总氨基酸含量(P0.05),并检测出20种脂肪酸,表明柠条可以改善羊肉品质。3.4提高抗氧化性能和免疫功能吕宗浩等[30]研究表明,使用柠条颗粒日粮替代部分玉米秸秆颗粒日粮饲喂小尾寒羊,可以显著提高血清超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力(P0.05),显著降低丙二醛含量(P0.05),显著降低血清白细胞介素-1、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α含量(P0.05),表明柠条可以提高小尾寒羊的抗氧化功能,抑制炎症因子的分泌,提高免疫功能。解湧芳[31]研究表明,杜蒙杂交羯羊饲粮中添加2%和4%柠条单宁,可以显著提高血清硫氧还原蛋白酶和谷胱甘肽过氧化物酶(P0.05),显著提高血清过氧化氢酶、超氧化物歧化酶1、谷胱甘肽过氧化物酶和核转录因子E2相关因子2的mRNA表达量(P0.05),显著提高血清免疫球蛋白A和免疫球蛋白G含量(P0.05),显著降低白介素-1β和肿瘤坏死因子浓度(P0.05),显著降低白介素-1β、肿瘤坏死因子-α和核转录因子-κB的mRNA表达量(P0.05),从而提高绵羊抗氧化功能和免疫力。3.5改善产奶性能和奶品质王保平[32]使用柠条锦鸡儿青贮替代30%、45%和60%的全株玉米青贮以及柠条锦鸡儿干草替代30%、45%和60%苜蓿和羊草饲喂荷斯坦奶牛,结果表明,不同比例柠条锦鸡儿青贮或干草替代全株玉米青贮或干草对干物质采食量、产奶量、4%校正标准乳、乳蛋白率、乳糖率、非脂固形物无显著影响(P0.05),使用柠条锦鸡儿青贮替代30%、60%的全株玉米青贮可显著提高乳脂率(P0.05),使用柠条锦鸡儿干草替代30%、45%的苜蓿和羊草可极显著提高乳脂率(P0.01),说明柠条具有改善奶牛产奶性能的作用。4柠条对反刍动物养殖经济效益的影响(见表1)由表1可知,在反刍动物饲粮中添加柠条可以提高生产性能,从而获得更高的经济效益。因此,应对合理利用柠条作为饲料的技术进行深入探索,以获得不同品种、不同生育期、不同利用方式的柠条的合理添加量,从而取得更高的养殖经济价值。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.037.T001表1柠条对反刍动物养殖经济效益的影响动物种类利用方式添加量经济效益文献来源西门塔尔杂交公牛柠条颗粒饲料80%经济效益提高109.04元陈亮等[13]小尾寒羊公羔羊柠条青贮柠条青贮与精料补充料比例为60∶40每只羊日收益1.52元,经济效益提高19.33%徐志军等[24]盐池滩羊生物发酵柠条生物发酵柠条与精料比例为60∶40增重成本降低2.57%,日增重收入提高11.70%姬天龙[15]杜寒杂交羊小叶锦鸡儿颗粒饲料替代粗饲料中30%的玉米秸秆和苜蓿干草总盈利提高34.05%,平均每头每天饲养效益提高34.17%冀红芹等[33]西门塔尔杂交公牛柠条包膜青贮70%经济效益提高172.34元陈亮等[34]滩羊公羔柠条包膜青贮70%每只多盈利82.27元陈亮等[35]5结论柠条不仅可以提高反刍动物生产性能、促进瘤胃发酵、调节瘤胃菌群、改善屠宰性能和肉品质、提高抗氧化性能和免疫功能、改善产奶性能和奶品质,还可以获得较高的养殖经济效益、社会效益和生态效益,是1种优质饲料原料。但目前柠条的饲料化利用仍然存在不同品种、不同生长年限、不同生育期、不同部位柠条的加工调制参数不确定,消除柠条中抗营养因子的方法研究较少等问题,亟须研究人员解决。但随着研究的不断深入,柠条作为荒漠、半荒漠地区饲料原料的有效利用,将成为解决我国饲料原料短缺问题的重要组成部分。
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